水壓機(jī)
水壓機(jī)是利用油水平衡控制對(duì)鋼管進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)的機(jī)器。主要由鋼管輸送裝置、水路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。
鋼管輸送裝置負(fù)責(zé)鋼管的進(jìn)出輸送，水路系統(tǒng)負(fù)責(zé)鋼管進(jìn)行靜水壓力試驗(yàn)時(shí)向鋼管充水壓力，油路系統(tǒng)負(fù)責(zé)鋼管靜水壓力試驗(yàn)時(shí)控制封頭實(shí)現(xiàn)管端油水壓力平衡，控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行控制和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存和歷史數(shù)據(jù)的管理。簡(jiǎn)要介紹水壓機(jī)控制系統(tǒng)。
工作行程大，可以在全行程中給工件帶來*大的工作能力，更有效地鍛造大的斷面鍛件，沒有巨大的沖擊和噪音，勞動(dòng)條件好，環(huán)境污染小。
水壓機(jī)的控制系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和人三部分組成的簡(jiǎn)單的DCS控制系統(tǒng)。
硬件系統(tǒng)主要由高位機(jī)、低位機(jī)、人機(jī)接口、現(xiàn)場(chǎng)傳感器和可執(zhí)行元件組成。
高位機(jī)包括工程師站和操作員站，他們共用一臺(tái)電腦，高位機(jī)還用作數(shù)據(jù)服務(wù)器，存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
低位機(jī)由西門子S7-200PLC負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給高位機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，同時(shí)將高位機(jī)的控制命令翻譯成執(zhí)行命令控制現(xiàn)場(chǎng)可執(zhí)行部件的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成鋼管的靜水壓試驗(yàn)。
人機(jī)界面包括鍵盤、鼠標(biāo)和操作臺(tái)。利用鍵盤、鼠標(biāo)，通過計(jì)算機(jī)操作畫面完成參數(shù)傳遞和實(shí)時(shí)監(jiān)視顯示和數(shù)據(jù)報(bào)告的印刷等操作。操作臺(tái)完成周邊輔助設(shè)備的動(dòng)作，包括鋼管輸送、油泵和泵的起停、管端封頭的移動(dòng)等。
現(xiàn)場(chǎng)傳感器有水壓傳感器和油壓傳感器，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測(cè)水路系統(tǒng)和油路系統(tǒng)的壓力，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)到PLC，等待進(jìn)一步處理。
可執(zhí)行元件包括電液比例閥、電磁換向閥、電機(jī)和信號(hào)燈，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)機(jī)械的各項(xiàng)具體工作和相關(guān)信號(hào)燈。
軟件系統(tǒng)包括監(jiān)控模式軟件、歷史數(shù)據(jù)管理軟件、PLC運(yùn)行開發(fā)軟件(Step7MicroWin3.2)。
監(jiān)控組態(tài)軟件包括開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)和運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)。它們安裝在工程師站和操作，工程師有權(quán)開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)和運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)，操作員只能運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)。在運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)中，實(shí)行分級(jí)密碼保護(hù)，不同權(quán)限的操作人員只能運(yùn)行對(duì)應(yīng)權(quán)限的操作，工程師有*高權(quán)限，他可以進(jìn)行所有操作。工程師利用開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)開發(fā)監(jiān)控程序，運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集和保存。
歷史數(shù)據(jù)管理軟件包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Access數(shù)據(jù)庫)、數(shù)據(jù)報(bào)告查詢軟件(利用VB開發(fā)的可執(zhí)行文件)、VB開發(fā)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)歷史數(shù)據(jù)的報(bào)告查詢。
工程師利用PLC開發(fā)軟件開發(fā)控制軟件，通過PLC系統(tǒng)完成所需動(dòng)作。PLC運(yùn)行軟件下載到PLC內(nèi)存，可以通過自動(dòng)運(yùn)行控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件的動(dòng)作。
水壓機(jī)的基本工作原理是帕斯卡法則，利用水作為工作介質(zhì)，以靜壓傳遞工作。
控制系統(tǒng)的工作原理主要分為以下幾部分：
1.工程師設(shè)置控制參數(shù)
2.根據(jù)工藝要求，操作員修改傳輸工藝參數(shù)
3.操作人員利用操作臺(tái)通過PLC控制鋼管輸送裝置完成鋼管輸送
4.鋼管到達(dá)試驗(yàn)位置后，作業(yè)人員通過人機(jī)接口完成管端密封和管內(nèi)預(yù)充水，開始鋼管靜水壓試驗(yàn)
5.水壓傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)鋼管中的水壓值，傳輸?shù)絇LC進(jìn)行信號(hào)分析處理，根據(jù)油水平衡原理，計(jì)算油壓控制信號(hào)，輸出到電液比例閥的功率驅(qū)動(dòng)單元，控制電液比例閥的動(dòng)作，控制管端封頭的油壓值，實(shí)現(xiàn)油水平衡，完成鋼管的靜水壓試驗(yàn)。油壓傳感器和水壓傳感器檢測(cè)到的信號(hào)同時(shí)被送到工作控制機(jī)，操作員通過監(jiān)視畫面實(shí)時(shí)監(jiān)視試驗(yàn)過程。
水壓機(jī)有徑向內(nèi)外密封和端面密封等多種形式。徑向密封是采用與焊管內(nèi)徑或外徑配合密封圈，通過密封圈的受壓膨脹以實(shí)現(xiàn)密封管壁的目的，鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是焊管夾緊和抽出都很容易、密封可靠、焊管軸向受力小、不易彎曲，但密封頭結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，規(guī)格較多，而且有盲區(qū)。端面密封是依靠密封材料在焊管口端面被壓迫而產(chǎn)生彈性變形達(dá)到焊管口密封的效果，鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好，無試壓盲區(qū)，但對(duì)密封材料性能和油水壓差比例伺服控制系統(tǒng)要求較高。一般對(duì)于外徑為Φ16～Φ508mm的直縫焊接焊管采用外徑密封的方式，外徑大于Φ508mm的直縫焊管或螺旋焊管采用內(nèi)徑密封和端面密封的方式。結(jié)構(gòu)型式多種多樣，但都要經(jīng)過大致相同的工藝過程：給料、夾緊、充水、增壓、保壓、卸壓，注水保壓試驗(yàn)是焊管的主要檢驗(yàn)環(huán)節(jié)。該工藝流程同時(shí)構(gòu)成了試管水壓機(jī)的基本動(dòng)作循環(huán)。鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)均采用PlC控制，各工藝過程自動(dòng)依次完成，并具有試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)自動(dòng)紀(jì)錄功能， 符合*標(biāo)準(zhǔn)和API標(biāo)準(zhǔn)。小規(guī)格直縫焊管水壓機(jī)采用多管同時(shí)試壓，每次可同時(shí)試驗(yàn)2～6只管材，效率提高3倍以上, 密封采用徑向密封，允許焊管長(zhǎng)度定尺誤差, 采用鏈?zhǔn)?、步進(jìn)梁式送料機(jī)，上料、卸料同步完成。試壓頭在導(dǎo)軌上快速進(jìn)退，封住或脫開管口。
水壓機(jī)的技能特點(diǎn)：
一、水壓實(shí)驗(yàn)機(jī)采用框架式四根張力梁構(gòu)造。
二、水壓機(jī)頂部進(jìn)出料設(shè)計(jì)，水壓機(jī)頂部進(jìn)料，進(jìn)出料油缸將被試管下降到封鎖框架中間試壓，平安無傷人隱患，徑向大間隙密封方式。
三、雙封頭設(shè)計(jì)（一端為定距挪動(dòng)封頭，另一端為挪動(dòng)封頭）。挪動(dòng)封頭經(jīng)過其驅(qū)動(dòng)液壓缸效果在挪動(dòng)橫梁上，挪動(dòng)橫梁在縱梁上定距挪動(dòng)。步長(zhǎng)500，用來調(diào)整批次長(zhǎng)度，由插銷缸驅(qū)動(dòng)四、只銷軸將運(yùn)動(dòng)橫梁與縱梁銷到一同, 挪動(dòng)封頭可依據(jù)被試管批次長(zhǎng)度定距挪動(dòng)后經(jīng)過其驅(qū)動(dòng)液壓缸在1050mm小局限內(nèi)延續(xù)挪動(dòng)。